Assemblage d'une machine CNC à partir d'un profilé en aluminium. Ma première machine à commande numérique. Travail préparatoire

Un article sur le thème de l'auto-construction d'une petite machine à bois (gravure, fraisage, perçage) avec CNC, convient aussi pour d'autres matières douces comme le plastique. Bon pour le fraisage des PCB et autres. Cet article et les suivants décrivent les composants généraux et les techniques d'assemblage non seulement de machines CNC, mais également d'imprimantes 3D, de graveurs et d'équipements similaires. Il y a beaucoup d'informations, beaucoup de liens et de photos, le projet est ouvert, les conseils et critiques (sur les affaires) sont les bienvenus.

Voici quelques photos apparence machine CNC2418 assemblée de nombreux vendeurs avec Ali

Exemples de lots avec Ali avec laser et pince ER11 (DZT store, Jack's store, IRouter store).

Alors, je vais vous parler d'une machine-outil chinoise assez populaire sous le simple nom CNC2418, qui signifie zone de travail 24 mm sur 18 mm. En tant que broche, il dispose d'un moteur simple (collecteur) tournant courant continu type 775. Géré via des programmes compatibles GRBL, mais tout d'abord.

Typiquement vendu dans la région de 250 $ (170 $ à 300 $) dans diverses configurations. Il existe une version avec différentes broches ( diverses variantes 775ème moteur), avec différentes pinces (du simple pour perceuses à ER11), peut être équipé d'un module laser. Habituellement, les vendeurs mettent des consommables, des embouts de coupe, etc.

Caractéristiques de la machine 2418 :

1. Champ de travail - 240 mm x 180 mm x45 mm
2. Taille du cadre (lit) - 260 mm х180 mm (profilé en aluminium)
3. Taille globale - 330х340х240
4. Moteurs pas à pas: 3pcs Nema17 1.3A 0.25Nm
5. Broche : Diamètre 45mm, modèle 775, 24V : 7000 tr/min
6. Le diamètre maximal de la tige de la fraise dépend de la pince installée
7. Puissance: 24V 5.6A

Voici une photo du kit moyen à 250$ (incluant le kit de gravure laser)

Le lot comporte généralement un choix de pinces : une simple « perceuse » ou une pince de type ER11. Dans les lots plus chers, il y a les deux options plus les cutters.

Sérieusement, la valeur marchande de tels kits de montage est largement surestimée. Je ne suis pas prêt à donner moins de 300$ pour un tel ensemble. Mais pour l'assembler de vos propres mains trois fois moins cher - s'il vous plaît! Vous trouverez ci-dessous une sélection de composants avec boutiques chinoises, sur la base de laquelle vous pouvez facilement assembler une machine similaire ou une machine avec une zone de travail plus grande / plus petite.

Pour le montage, vous devrez acheter un jeu de guides : rails ou axes polis ; des vis-mères (le plus souvent T8, puisque les courroies de type GT2-6 peuvent être installées dans des graveurs laser, leur utilisation dans un routeur n'est pas souhaitable), des moteurs Nema17, une broche (le plus souvent un moteur à courant continu de type RS775 ou plus puissant ) et diverses petites choses telles que les roulements, les étriers, le matériel.
Le problème de l'électronique est distinct : quelqu'un utilise des cartes Arduino Nano / Uno + CNC Shield, quelqu'un Mega + Ramps, il existe des options pour des kits plus sérieux pour Mach3.

Faites attention au fait que le kit d'origine contient des composants imprimés en 3D.

L'utilisation de telles pièces en plastique est clairement visible sur les photos des utilisateurs sur Internet et dans les lots des vendeurs.

Le kit imprimé comprend une entretoise-angle (2 pièces), un porte-vis X, un porte-vis Y, des supports de roulement LM8UU (ou plutôt des imitations de ceux-ci) 4 pièces, un porte-écrou T8.

Séparément, je soulignerai le montage du porte-broche, en même temps le chariot en XY.
Elle est livrée assemblée avec le moteur installé.

À l'intérieur, vous pouvez voir des roulements LM8UU pressés et quelque part un écrou T8. Les arbres sont percés à partir de l'extrémité et fixés aux extrémités. En même temps, ils servent de support supplémentaire à la structure.

J'apporte des liens vers l'ensemble complet de banguud, car j'en ai marre d'acheter 1 lot auprès de différents vendeurs avec Ali et d'attendre un tas de colis qui arrivent à des moments différents. Les prix sont comparables à Ali, quelque part moins cher, quelque part où il est plus pratique d'appliquer des points, quelque part pour attendre une promotion ou un coupon. En conséquence, j'ai reçu un gros colis avec un ensemble complet. Je donne aussi des mots-clés pour auto-recherche, si vous avez besoin d'en trouver un similaire sur Ali ou Tao.

Maintenant dans l'ordre. Reçu un colis de divers kits pour la mécanique des machines.

Arbres de guidage polis.
Arbre linéaire (tige). rencontre encore Axe optique(axe poli). Il y a 5-6-8-10-12-16-20 mm. Le diamètre actuel est de 8 mm. Pour 16-20 mm, il est préférable d'utiliser des rails ronds comme SBR16 ou SBR20 car ils sont pris en charge. Des arbres de différents diamètres sont utilisés, par exemple, dans l'Ultimaker (6-8-10 mm). Soit dit en passant, les arbres de 12 mm peuvent être utiles pour l'axe Z de l'imprimante 3D ZAV et autres.
Sur la photo 6 mm, 8 mm, 12 mm.

Arbres 8 mm. J'ai pris part à la taille (ils sont chanfreinés), partie je me suis coupé

Il y a un grand lot avec un choix d'arbres de 5 mm à 12 mm et des longueurs de 300-600 mm

Les lots séparés sont un peu moins chers. J'essaie de prendre une longueur ou une taille ou bien plus afin de scier indépendamment 2-3 pièces de la taille souhaitée à partir d'un arbre.

voici la coupe scie à onglet... Il convient ensuite de nettoyer, chanfreiner.

Arbre 6x400
Arbre 6х300
Arbre 6x500
Arbre 6x600

Les arbres de 6 mm peuvent être utilisés dans de petits graveurs laser, imprimante delta, axe Z des machines-outils CNC de bureau. Par exemple, un arbre 6x300, scié en deux, est allé à la "tête" de l'axe Z d'une petite toupie.

Arbres 12 mm. Je l'ai pris pour ZAV 3D.

Sera installé dans un boîtier ZAV 3D

Il existe plusieurs options pour fixer les rails. Le plus simple est de couper les fils aux extrémités et de les bloquer. Des brides SHF08 ou des étriers SK8 peuvent être installés. Dans ce cas, la longueur augmente de 2 cm pour chaque guide (une bride capte 1 cm de l'arbre).
Je l'ai imprimé moi-même, je ne dirai pas que cela fait une grande différence, mais les économies sont d'environ 12 $. Voici le lien vers le lot pour l'installation de brides métalliques SHF08 normales, pas de brides en plastique. Encore une bonne option fixation non pas avec des brides, mais avec des étriers, directement sur le profil 2020. Il s'agit de l'étrier SH08 (SF08?).
Il existe également une option de montage "chinois", lorsqu'un trou est percé au centre de l'arbre et qu'un filetage interne M3 est coupé. Dans ce cas, l'installation de tels guides est aussi simple que possible.

Supports de brides pour arbres SHF8 à SHF20
Bride SHF8
Étrier SK8
Un autre support SK8 pour les arbres à installer sur un profilé

Roulements d'arbre
Lot avec au choix la taille des roulements linéaires courts LMххUU à 6/8/10 mm
Mots clés : Palier LMххLUU (à xx mm, long), LMххUU (à xx mm, court), dans le boîtier respectivement : SC8LUU et SC08UU.
Lot étendu avec un choix de type SCSххLUU de 8 à 20 mm.
Toujours allongé de 8 mm
Roulements dans le boîtier SC8UU
6 mm de long LM6LUU et LM6UU régulier

Voici des ensembles intéressants de kits d'essieux avec guides et roulements
500 mm avec roulements allongés

Le même, plus une vis T8 avec un étrier 200mm, 300mm et 400mm

Vis mère T8 ( Vis mère T8, vis Écrou T8) est une vis multi-démarrage. Mieux vaut prendre tout de suite avec une noix.

Si vous coupez, vous devrez également acheter plus d'écrous en laiton
100 mm
200 mm
250 mm
400 mm
Lot au choix T8 de 100 à 600 mm avec écrou spécial
J'en prends généralement plus, plus une noix. Couper sur mesure, le reste va ailleurs

Accessoires de profil :
coins 2020 Support d'angle.
Pour assembler une machine type 2418, un minimum de 16 pièces est nécessaire. Prendre avec une marge)))
Il existe des options pour les plaques de renforcement, il serait également agréable de les installer dans les coins principaux et sur le portail (total 6-8 pièces).

Et voici le profil 2020 lui-même.

Une fois que j'ai commencé une conversation sur un profil, je vous parlerai en détail de l'achat et de la découpe d'un profil chez Soberizavod.

Il s'agit d'un profilé en aluminium structurel de Soberizavod. C'est probablement le plus option bon marché, car un profil en provenance de Chine coûtera plus cher, et il y a une limitation sur longueur maximale colis par courrier chinois (500mm).

J'ai acheté un kit de profilés 2020 coupés à la taille pour le CNC2418.
Il existe deux options - profil non revêtu (moins cher) et revêtu (anodisé). La différence de coût est faible, je recommande le revêtement, surtout s'il est utilisé comme guide à rouleaux.

Nous choisissons type requis profil 2020, puis entrez "couper à la taille". Sinon, vous pouvez acheter une pièce (fouet) pour 4 mètres. Lors du calcul, gardez à l'esprit que le coût d'une coupe est différent, selon le profil. Et ce 4 mm est posé sur la coupe.

Entrez les dimensions des segments de ligne. J'ai fait la machine 2418 un peu plus grande, ce sont sept sections de 260 mm et deux sections verticales de 300 mm. La verticale peut être réduite. Si vous avez besoin d'une machine plus longue, deux sections longitudinales sont plus grandes, par exemple 350 mm, les transversales mesurent également 260 mm chacune (5 pièces).

Maintenant un peu plus de détails sur l'assemblage principal.

Ainsi, pour assembler le cadre, vous aurez besoin des composants suivants :

• Profilés 2020 (deux longitudinaux, 5 transversaux, 2 verticaux)
• Coins profilés 16 pcs
• Écrous en T M3 ou M4 pour une rainure-6mm
• Vis pour installation avec écrous en T (M3 ou M4, respectivement, 8 ... 10 mm, plus M3x12 pour le montage des moteurs)
• Entretoise (angle à 45°)
• Outil (tournevis)

Une fois que j'ai commencé une conversation sur un profil, juste au cas où je dupliquerais l'achat et la coupe d'un profil de Soberizavod

C'est constructif.
J'ai acheté un kit de profil coupé sur mesure pour le 2418.
Il existe deux options - profil non revêtu (moins cher) et revêtu (anodisé). La différence de coût est faible, je recommande le revêtement, surtout s'il est utilisé comme guide à rouleaux.

Sélectionnez le type de profil souhaité 2020, puis entrez "couper à la taille". Sinon, vous pouvez acheter une pièce (fouet) pour 4 mètres. Lors du calcul, gardez à l'esprit que le coût d'une coupe est différent, selon le profil. Et ce 4 mm est posé sur la coupe.

Entrez les dimensions des segments de ligne. J'ai fait la machine 2418 un peu plus grande, ce sont sept sections de 260 mm et deux sections verticales de 300 mm. La verticale peut être réduite. Si vous avez besoin d'une machine plus longue, deux sections longitudinales sont plus grandes, par exemple 350 mm, les transversales mesurent également 260 mm chacune (5 pièces).


Nous confirmons (il est nécessaire d'ajouter au tableau de coupe)


Vérification du panier


Le profil est obtenu à 667r avec le service de coupe.


La livraison est effectuée par TC, vous pouvez calculer le coût à l'aide d'une calculatrice, puisque vous connaissez les dimensions du profilé, le poids est très bien calculé dans le tableau de coupe. Pour le calcul, vous avez besoin de l'option « récupérer la cargaison chez le fournisseur ». La livraison par Business Lines coûtera moins cher, environ 1000 roubles.

Vous pouvez le récupérer à Moscou.


À un endroit, il y a un bureau, un entrepôt et un atelier où le profilé est coupé sur mesure. Il y a une vitrine avec des échantillons, vous pouvez récupérer un profil sur place.

Voici les coins préparés pour l'assemblage

C'est ainsi que les écrous en T doivent être installés dans la fente. Vous ne pouvez pas l'enfiler par l'extrémité, mais l'installer directement dans la rainure du profilé sur le côté, mais contrôler ensuite la rotation et l'installation de l'écrou, car cela ne se produit pas toujours, vous avez besoin d'une certaine habileté.


Profil coupé propre, pas de bavures

Profil vingt, c'est-à-dire de la série 2020, avec respectivement des dimensions de 20 mm x 20 mm, rainure de 6 mm.

Ainsi, nous assemblons d'abord la partie en forme de U du cadre, nous fixons deux parties longitudinales du profilé et une traverse extrême. D'une grande importance de quel côté ramasser, mais gardez à l'esprit qu'il y a une barre transversale centrale qui est rapprochée de l'arrière. Il fait partie du plan vertical et le décalage dépend de l'axe Z et du porte-à-faux de la broche. Placé de manière à ce que l'axe de rotation de la broche soit centré sur la machine (axe Y).
Ensuite, nous collectons la traverse centrale. Il est plus pratique d'installer d'abord les deux coins sur une section du profilé et de le fixer, puis de l'installer sur le cadre.
Nous appliquons une section du profil, mesurons la même distance avec une règle, resserrons les vis. Les vis doivent être serrées lentement, laisser le temps à l'écrou en T de tourner et de prendre sa position dans la rainure. Si cela ne fonctionne pas la première fois, desserrez à nouveau l'écrou et recommencez.


Installez la dernière pièce du cadre horizontal. Il est plus pratique de ramper avec un long tournevis. Ne soyez pas paresseux et vérifiez les angles droits de la structure résultante avec un carré et une diagonale avec une règle.




Étant donné que les coins de la structure sont dirigés l'un vers l'autre, l'ordre d'assemblage n'a pas d'importance. J'ai fait comme dans la conception de base de la CNC2418. Mais l'intuition suggère qu'il est logique d'augmenter la distance entre les profils, en particulier avec une hauteur de portail plus élevée. D'accord, cela peut être fait plus tard.


Ensuite, nous commençons à assembler le support du portail vertical

Nous installons le portail assemblé sur la partie horizontale, le fixons avec 6 coins (installés dans le sens des trois côtés du profil vertical).


On s'installe, on observe la perpédicularité des segments (le long du gon). Puis il resserra successivement toutes les vis.





Dans l'original, un angle d'extrusion spécial de 45 ° est utilisé pour renforcer la verticale. Je n'ai pas pu en trouver un similaire en vente, je l'ai remplacé par un imprimé en 3D. Le lien vers le modèle est à la fin du sujet.
Mettre à jour: il s'est avéré dans l'original imprimé en 3D aussi.
Si quoi que ce soit, vous pouvez le remplacer par des attaches perforées des magasins ou des coins de meubles. Cela n'affectera en rien la qualité.


À première vue, la conception s'est avérée solide, pas bancale. On peut voir que la plaque avec le moteur est plus courte que le paquet d'étriers KP08 + SK8. Je vais l'étendre plus largement.


En fait, ce cadre est une copie d'une conception similaire de la machine CNC2418, sauf que je n'ai pas copié directement les dimensions, j'en ai fait un peu plus afin de réduire les rebuts des guides et des vis.

L'assemblage du cadre est terminé, vous pouvez maintenant commencer à installer les moteurs. J'utilise des brides imprimées en 3D pour monter les moteurs. Il est conseillé de fabriquer les supérieurs avec les supports de guidage, les inférieurs sans les supports, car l'axe Y doit être plus large. Il est conseillé d'installer l'axe Y sur les étriers SK8 et KP08, comme sur la machine d'origine. Les étriers eux-mêmes peuvent être imprimés sur une imprimante ou achetés (liens à la fin du sujet, et étaient également dans le premier message).

Pour l'un des axes (les axes X et Y j'ai la même longueur) j'ai pris "visée". Je ne connaissais pas encore mes "souhaits" pour la taille de la machine. En conséquence, les coupures de la vis iront à l'axe Z, il vous suffit d'acheter un écrou T8 en laiton.

A été emballé dans une boîte en carton, à l'intérieur de chaque partie dans un sac séparément

Le kit ressemble à ceci : un moteur avec un fil court, une vis-mère T8, deux étriers KP08 et deux raccords 5x8.

Il y a un similaire et, ainsi que sans moteur (avec étriers et écrou).
Si elle est prise sans grande marge, la version 400 mm fonctionnera bien pour la "version agrandie" de la machine

Informations supplémentaires - photo du kit séparément

Marquage moteur RB Step Motor 42SHDC3025-24B-500, siège Nema17


Comprend un fil court pour la connexion. De manière pratique, vous pouvez simplement augmenter la longueur sans toucher aux connecteurs.

Vis T8, écrou


Étriers KR08.


Il est pratique à attacher au profil. Si une bride large est utilisée pour l'installation, il est préférable d'utiliser la version étrier KFL08, cela vous permet de monter la vis non pas sur le profilé, mais sur la bride.


Embrayage 5x8 - embrayage divisé pour connecter l'arbre du moteur à l'hélice.

Chiffrage
Maintenant, comme demandé dans les commentaires de la première partie, je propose de discuter des coûts. Naturellement, j'ai dépensé moins qu'indiqué, puisque j'avais les moteurs et la plupart des composants en stock. Fortement moins cher le sera, si vous utilisez des coins imprimés maison pour le profil, des étriers, des brides, etc. Il est peu probable que cela affecte le travail de la machine pour le perçage des cartes de circuits imprimés et le fraisage des matériaux souples. Une autre bonne option consiste à utiliser des plaques perforées provenant de magasins de construction/utilitaires. Il servira à renforcer les angles, y compris celui vertical, et à installer le moteur, à condition que la partie centrale soit percée sous l'arbre. Au lieu d'attaches perforées, vous pouvez utiliser une feuille d'aluminium ou du contreplaqué fait maison.
Il faut absolument acheter profil 2020 sinon ce sera un type de machine complètement différent. Vous pouvez faire la même chose à partir d'un coin en aluminium ou tuyau rectangulaire, mais uniquement pour l'amour de l'art))) Il existe des conceptions plus optimales en termes de rigidité pour l'assemblage à partir d'un coin / d'un tuyau.
Vous avez certainement besoin d'un profil Écrous en T... Vous pouvez acheter des boulons en T, mais les écrous en T sont plus polyvalents (puisque vous pouvez utiliser n'importe quelle longueur de vis).
Mais le reste peut être modifié à votre guise, vous pouvez même remplacer le châssis vis T8 utilisation épingle à cheveux en acier inoxydable. A moins que le nombre de pas par mm devra être compté dans le firmware.
Moteurs vous pouvez retirer des anciens appareils / équipements de bureau et planifier des sièges pour un type spécifique.
Électronique presque tous (pilotes Anduino UNO / Anduino Nano, CNCShield, Mega R3 + Ramps, A4988 / DRV8825, vous pouvez utiliser une carte adaptateur pour les pilotes Mach3 et TB6600. Mais le choix de l'électronique est limité par le logiciel utilisé.
Pour le perçage, vous pouvez utiliser n'importe quel moteur courant continu, ce qui vous permet d'installer une pince de serrage et a un chiffre d'affaires décent. V version de base il y a un moteur à grande vitesse 775. Pour le fraisage, vous pouvez utiliser des broches b / c de 300 watts avec une pince ER11, mais cela augmente considérablement le coût de la machine dans son ensemble.

Coût approximatif :
profil 2020 (2,5 mètres) = 667r
profil 2080 (0,5 mètre) sur le bureau = 485 r
2 x 300 mm 2 x 25 $
... Le lot de 20 pièces sort 5,5 $ avec l'expédition
environ 4p/pièce si vous prenez un gros colis. Vous avez besoin d'au moins 50 pièces (moteurs de fixation, étriers). Je ne compte pas les vis pour eux, généralement quelques kopecks/pièce, selon la qualité. Au total, environ 400 ... 500 roubles.
Moteurs 3 pièces 8,25 $ chacun
Électronique 2 $
$3.5
A4988 trois 1 $ chacun

La machine sort pour environ 111 $. Si vous ajoutez une broche :
$9
$7.78,
alors coût total environ 128 $

Je n'apprécie pas les pièces imprimées en 3D. Peut être remplacé par des plaques/coins perforés du marché de la crêpe et des magasins similaires. Je n'estime pas non plus les fils, le ruban électrique et le temps passé.
Permettez-moi de vous rappeler que tous les niveaux de finition CNC2418 n'ont pas d'aussi bons moteurs 775 et, de plus, la pince ER11.

Variantes moins cher.

La question de savoir comment fabriquer une machine CNC peut être répondue brièvement. Sachant qu'une fraiseuse CNC artisanale est, en général, un appareil complexe avec une structure complexe, il est souhaitable pour le concepteur :

• obtenir des plans ;
• acheter des composants et des fixations fiables ;
• préparer un bon outil;
• avoir sous la main un tour et perceuses CNC pour une fabrication rapide.

Cela ne fait pas de mal de regarder la vidéo - une sorte d'instruction, de formation - par où commencer. Et je vais commencer par la préparation, acheter tout ce dont vous avez besoin, m'occuper du dessin - ici bonne solution constructeur novice. Par conséquent, l'étape préparatoire avant l'assemblage est très importante.

Travail préparatoire

Pour fabriquer une fraiseuse CNC maison, il y a deux options :

1. Vous prenez un ensemble de pièces prêtes à l'emploi (unités spécialement sélectionnées), à partir desquelles nous assemblons nous-mêmes l'équipement.
2. Trouvez (faites) tous les composants et commencez à assembler une machine CNC de vos propres mains, qui répondrait à toutes les exigences.

Il est important de décider du but, de la taille et de la conception (comment faire sans dessiner machine maison CNC), trouvez des schémas pour sa fabrication, achetez ou fabriquez certaines pièces nécessaires à cela, achetez des vis-mères.

Si vous décidez de créer vous-même une machine CNC et de vous passer d'ensembles et de mécanismes prêts à l'emploi, de fixations, vous avez besoin du schéma assemblé selon lequel la machine fonctionnera.

Habituellement, trouver diagramme schématique appareils, simulez d'abord tous les détails de la machine, préparez des dessins techniques, puis utilisez-les sur une machine de tournage et de fraisage (vous devez parfois utiliser une perceuse) pour fabriquer des composants en contreplaqué ou en aluminium. Le plus souvent, les surfaces de travail (également appelées table de travail) sont en contreplaqué d'une épaisseur de 18 mm.

Assemblage de certaines parties importantes de la machine

Dans la machine que vous avez commencé à assembler de vos propres mains, vous devez prévoir un certain nombre d'unités critiques qui assurent le mouvement vertical de l'outil de travail. Dans cette liste :

• engrenage hélicoïdal - la rotation est transmise à l'aide d'une courroie crantée. Il est bon qu'il ne glisse pas sur les poulies, transmettant uniformément les forces à l'arbre de l'équipement de fraisage;
• si un moteur pas à pas (SM) est utilisé pour une mini-machine, il est conseillé de prendre un chariot d'un modèle d'imprimante plus grand - il est plus puissant; les anciennes imprimantes matricielles avaient des moteurs électriques suffisamment puissants ;

• pour un appareil en trois dimensions, vous aurez besoin de trois moteurs pas à pas. Eh bien, s'il y a 5 fils de commande dans chacun, la fonctionnalité de la mini-machine augmentera. Il vaut la peine d'évaluer la valeur des paramètres : tension d'alimentation, résistance d'enroulement et angle de rotation du moteur pas à pas en une seule étape. Un contrôleur séparé est nécessaire pour connecter chaque moteur pas à pas ;
• à l'aide de vis, le mouvement de rotation du moteur pas à pas est converti en un mouvement linéaire. Pour la réussite haute précision, beaucoup considèrent qu'il est nécessaire d'avoir des vis à billes (vis à billes), mais ce composant n'est pas bon marché. En sélectionnant un jeu d'écrous et de vis de montage pour les blocs de montage, choisissez-les avec des inserts en plastique, cela réduit le frottement et élimine le jeu ;

• au lieu d'un moteur pas à pas, vous pouvez prendre un moteur électrique classique, après une petite modification ;
• un axe vertical qui déplace l'outil en 3D, couvrant toute la table XY. Il est fabriqué à partir d'une plaque d'aluminium. Il est important que les dimensions des axes soient adaptées aux dimensions de l'appareil. En présence de four à moufle, l'axe peut être coulé selon les dimensions des dessins.

Vous trouverez ci-dessous un dessin réalisé en trois projections : vue de côté, vue de dos et vue de dessus.

Attention maximale au lit

La rigidité requise de la machine est fournie par le lit. Un portail mobile, un système de rails de guidage, un moteur pas à pas y sont installés, surface de travail, axe Z et broche.

Par exemple, l'un des créateurs d'une machine CNC artisanale a fabriqué un cadre de support à partir de profilé en aluminium Maytec - deux parties (section 40x80 mm) et deux plaques d'extrémité de 10 mm d'épaisseur dans le même matériau, reliant les éléments avec des coins en aluminium. La structure est renforcée, à l'intérieur du cadre se trouve un cadre composé de profilés plus petits en forme de carré.

Le lit est monté sans utiliser de joints soudés ( soudures il est difficile de transférer les charges vibratoires). Il est préférable d'utiliser des écrous en T comme éléments de fixation. Les plaques d'extrémité sont fournies avec un bloc de palier pour le montage de la vis mère. Vous aurez besoin d'un palier lisse et d'un palier de broche.

La tâche principale d'une machine-outil CNC à faire soi-même a été déterminée par l'artisan pour fabriquer des pièces en aluminium. Comme des pièces d'une épaisseur maximale de 60 mm lui convenaient, il a fait un jeu de portail de 125 mm (c'est la distance entre la poutre transversale supérieure et la surface de travail).

Ce processus d'installation compliqué

Collecter CNC fait maison machines, après avoir préparé les composants, il vaut mieux se conformer strictement au dessin pour qu'ils fonctionnent. Le processus d'assemblage à l'aide de vis-mères doit être effectué dans l'ordre suivant :

• un artisan averti commence par fixer les deux premiers moteurs pas à pas au corps - derrière l'axe vertical de l'équipement. L'un est responsable du mouvement horizontal de la tête de fraisage (guides sur rail), et le second du mouvement dans le plan vertical ;
• Le portique mobile se déplaçant le long de l'axe X porte la broche de fraisage et le support (axe z). Plus le portique est haut, plus la pièce à usiner peut être grande. Mais à un portail élevé, en cours de traitement, la résistance aux charges émergentes diminue;

• pour la fixation du moteur pas à pas de l'axe Z, des guides linéaires, utilisez les plaques avant, arrière, supérieure, médiane et inférieure. Au même endroit, faites un logement pour la broche de fraisage;
• l'entraînement est assemblé à partir d'écrous et de goujons soigneusement sélectionnés. Pour fixer l'arbre moteur et le fixer au goujon, utilisez l'enroulement en caoutchouc d'un câble électrique épais. Le dispositif de retenue peut être des vis insérées dans une bague en nylon.

Ensuite, l'assemblage des composants restants et des assemblages de produits faits maison commence.

Nous montons le remplissage électronique de la machine

Pour fabriquer une machine CNC de vos propres mains et la contrôler, vous devez utiliser une commande numérique correctement sélectionnée, de haute qualité cartes de circuits imprimés et des composants électroniques (surtout s'ils sont chinois), qui vous permettront de réaliser toutes les fonctionnalités sur une machine CNC, en traitant une partie d'une configuration complexe.

Afin d'éviter les problèmes de gestion, les machines CNC artisanales, parmi les nœuds, ont les obligatoires:

• moteurs pas à pas, certains arrêtés par exemple Nema ;
• Port LPT, à travers lequel l'unité de contrôle CNC peut être connectée à la machine ;
• pilotes pour contrôleurs, ils sont installés sur une mini fraiseuse, connectée conformément au schéma;

• tableaux de commutation (contrôleurs);
• un bloc d'alimentation 36V avec un transformateur abaisseur convertissant en 5V pour alimenter le circuit de commande ;
• ordinateur portable ou PC ;
• bouton responsable de l'arrêt d'urgence.

Ce n'est qu'après cela que les machines CNC sont testées (alors que l'artisan effectuera un test en chargeant tous les programmes), les lacunes existantes sont identifiées et éliminées.

Au lieu d'une conclusion

Comme vous pouvez le voir, faire une CNC qui n'est pas inférieure aux modèles chinois est une réalité. Ayant réalisé un jeu de pièces détachées avec la bonne taille Avec des roulements de haute qualité et suffisamment de fixations pour l'assemblage, cette tâche est à la portée de ceux qui s'intéressent au génie logiciel. Vous n'aurez pas à chercher un exemple pendant longtemps.

La photo ci-dessous montre quelques échantillons de machines à commande numérique, qui sont fabriquées par les mêmes artisans, et non par des professionnels. Aucune pièce n'a été fabriquée à la hâte, de taille arbitraire, mais s'adapte au bloc avec une grande précision, avec un alignement soigneux des axes, l'utilisation de vis-mères de haute qualité et des roulements fiables. L'affirmation est vraie : au fur et à mesure que vous collectez, vous travaillerez.

Usinage CNC d'ébauches de duralumin. Avec une telle machine, qui a été assemblée par un artisan qualifié, vous pouvez effectuer de nombreux travaux de fraisage.

Et donc, dans le cadre de cet article pédagogique, je souhaite que vous, avec l'auteur du projet, un mécanicien et designer de 21 ans, fassiez le vôtre. La narration se fera à la première personne, mais sachez qu'à mon grand regret, je ne partage pas mon expérience, mais je ne fais que raconter librement l'auteur de ce projet.

Il y aura pas mal de dessins dans cet article., des notes leur sont faites à langue Anglaise, mais je suis sûr qu'un vrai technicien comprendra tout sans plus tarder. Pour faciliter la perception, je vais diviser l'histoire en « étapes ».

Préface de l'auteur

Déjà à l'âge de 12 ans, je rêvais de construire une machine qui serait capable de créer diverses choses. Une machine qui me permettra de fabriquer n'importe quel article ménager. Deux ans plus tard, je suis tombé sur l'expression CNC ou plus précisément, la phrase "Fraiseuse CNC"... Après avoir découvert qu'il y a des gens qui sont capables de fabriquer eux-mêmes une telle machine pour leurs propres besoins, dans leur propre garage, j'ai réalisé que je pouvais le faire aussi. Je dois le faire! Pendant trois mois, j'ai essayé d'assembler les bonnes pièces, mais je n'ai pas bougé. Alors mon obsession s'est progressivement estompée.

En août 2013, l'idée de construire une fraiseuse CNC m'a de nouveau capturé. Je venais tout juste d'obtenir un diplôme de premier cycle de l'Université de design industriel, j'étais donc assez confiant dans mes capacités. Maintenant, j'ai clairement compris la différence entre moi aujourd'hui et moi il y a cinq ans. J'ai appris à travailler le métal, maîtrisé les techniques de travail sur machines manuelles de travail du métal, mais surtout, j'ai appris à utiliser des outils de développement. J'espère que ce tutoriel vous inspirera pour créer votre propre machine CNC !

Étape 1 : conception et modèle CAO

Tout commence par une conception réfléchie. J'ai fait quelques croquis pour avoir une meilleure idée de la taille et de la forme de la future machine. Après cela, j'ai créé un modèle CAO à l'aide de SolidWorks. Après avoir modélisé toutes les pièces et assemblages de la machine, j'ai préparé les dessins techniques. J'ai utilisé ces dessins pour faire des pièces sur des machines manuelles pour le travail des métaux : et.

Honnêtement, j'aime le bien outils pratiques... C'est pourquoi j'ai essayé de faire en sorte que les opérations sur maintenance et le réglage de la machine a été effectué aussi facilement que possible. J'ai placé les roulements dans des blocs spéciaux afin de pouvoir les changer rapidement. Les rails sont utilisables, ma machine sera donc toujours propre une fois terminée.

Téléchargements "Étape 1"

dimensions

Étape 2 : lit

Le banc donne à la machine la rigidité requise. Un portail mobile, des moteurs pas à pas, un axe Z et une broche, et plus tard une surface de travail seront installés dessus. Pour créer le cadre de base, j'ai utilisé deux profilés en aluminium Maytec de 40x80 mm et deux plaques d'extrémité en aluminium de 10 mm. J'ai relié tous les éléments entre eux sur des coins en aluminium. Pour renforcer la structure à l'intérieur du cadre principal, j'ai fabriqué un cadre carré supplémentaire à partir de sections plus petites.

Afin d'éviter davantage que la poussière ne se dépose sur les guides, j'ai installé des coins de protection en aluminium. Le coin est monté à l'aide d'écrous en T, qui sont installés dans l'une des rainures du profilé.

Des blocs de roulement sont montés sur les deux plaques d'extrémité pour loger la vis d'entraînement.

Assemblage du cadre de transport

Angles pour protéger les guides

Téléchargements "Étape 2"

Dessins des principaux éléments du lit

Étape 3 : Portail

Le portique mobile est l'élément exécutif de votre machine, il se déplace le long de l'axe X et porte la broche de fraisage et le support de l'axe Z. Plus le portique est haut, plus la pièce à usiner est épaisse. Cependant, un portail haut est moins résistant aux charges qui surviennent pendant le traitement. Les entretoises de portique latérales hautes agissent comme des leviers par rapport aux roulements linéaires.

La tâche principale que j'ai prévu de résoudre sur ma fraiseuse CNC est le traitement pièces en aluminium... L'épaisseur maximale des flans en aluminium appropriés étant de 60 mm, j'ai décidé de rendre le jeu du portail (distance de la surface de travail à la traverse supérieure) égal à 125 mm. Dans SolidWorks, j'ai converti toutes mes mesures en modèles et dessins techniques. En raison de la complexité des pièces, je les ai traitées sur un centre d'usinage CNC industriel, ce qui m'a permis en plus de traiter des chanfreins, ce qui serait très difficile à faire sur une fraiseuse à métaux manuelle.

Téléchargements "Étape 3"

Étape 4: étrier de l'axe Z

Dans la conception de l'axe Z, j'ai utilisé un panneau avant qui se fixe sur les roulements de déplacement de l'axe Y, deux plaques pour renforcer l'assemblage, une plaque pour la fixation moteur pas à pas et un panneau pour monter une broche de fraisage. Sur le panneau avant, j'ai installé deux guides de profil le long desquels la broche se déplacera le long de l'axe Z. Veuillez noter que la vis de l'axe Z n'a pas de contre-support en bas.

Téléchargements "Étape 4"

Étape 5 : guide

Les guides offrent la possibilité de se déplacer dans toutes les directions, assurent des mouvements fluides et précis. Tout contrecoup dans l'une des directions peut entraîner des inexactitudes dans le traitement de vos produits. J'ai choisi l'option la plus chère - les rails profilés en acier trempé. Cela permettra à la structure de résister à des charges élevées et de fournir la précision de positionnement dont j'ai besoin. Pour m'assurer que les guides sont parallèles, j'ai utilisé un indicateur spécial lors de leur installation. L'écart maximal l'un par rapport à l'autre n'était pas supérieur à 0,01 mm.

Étape 6 : vis et poulies

Les vis convertissent le mouvement rotatif des moteurs pas à pas en mouvement linéaire. Lors de la conception de votre machine, vous pouvez choisir plusieurs options pour cet ensemble : Une paire de vis-écrou ou une paire de vis à billes (vis à billes). Un écrou de vis est généralement plus soumis aux forces de frottement pendant le fonctionnement et est également moins précis par rapport à une vis à billes. Si vous avez besoin d'une précision accrue, vous devez absolument opter pour des vis à billes. Mais il faut savoir que les vis à billes sont assez chères.

La machine elle-même se compose de profilés en aluminium et de pièces 3D, que j'ai moi-même créés et imprimés sur une imprimante. J'ai opté pour des pièces 3D car je n'ai pas une variété d'outils et d'équipements qui me permettraient de créer des éléments précis et de haute qualité. artisanat... Par conséquent, mon imprimante 3D et simple outils manuels pour l'assemblage final.

Étape 1 : Matériaux

• support pour guides ∅ 2cm - 8pcs
• guides ∅ 2cm x 30cm - 2pcs
• guides ∅ 2cm x 60cm - 2pcs
• guide vis sans fin 30cm - 1pc
• guide vis sans fin 60cm - 1pc
• Axe Z pour CNC
• étrier avec filetage femelle
• douille lisse
• support de routeur
• moteurs pas à pas
• accouplement adaptateur pour arbre moteur (de 1cm à 0.6cm)
• micro-interrupteurs - 6pcs
• connecteurs à sertir
• connecteurs de contact avec écrou de fixation - 4pcs
• fiches pour connecteurs à broches - 4pcs
• câble
• profilé aluminium avec rainures en T 60x30 : pour le cadre et le plateau - 65cm, pour la table - 315cm (profil avec trous en bout), vertical - 61cm (+ 4 embouts)
• profilé aluminium avec rainures en T 120x30 : côtés - 61cm (+ 4 embouts)
• Boulons en T M6
• boulons et écrous М6
• portant 1cm x 2,2cm

Étape 2 : détails 3D

Dans un logiciel de conception 3D, j'ai créé des supports fictifs qui maintiendront les rails, ainsi qu'un support de moteur pas à pas fictif qui le fixe au cadre. Un gros plus de l'impression 3D est que les pièces sont très précises et qu'il n'est pas nécessaire de les ajuster et de percer des trous. Ainsi, après avoir conçu les détails nécessaires artisanat ici dans ce programme, je les ai ensuite imprimés sur mon imprimante 3D.

Étape 3 : trous de guidage de la vis sans fin

J'ai percé des trous dans les profilés d'extrémité latéraux pour le guide de vis sans fin, ils doivent être légèrement plus grand diamètre les guides eux-mêmes (1cm).

Étape 4 : assemblage

À l'aide de boulons en forme de T et ordinaires, j'ai assemblé détails du cerveau ensemble.

Étape 5 : interrupteurs de fin de course

Sur la structure assemblée, j'ai fixé des fins de course qui arrêteront le mouvement du chariot de coupe aux extrémités.

Le câble a été réalisé selon le principe du "normalement fermé", c'est-à-dire avec un court-circuit fait maison ira à mode sans échec... Pour ce faire, j'ai dû modifier l'alimentation de la centrale et mettre un bouton d'arrêt d'urgence.

Étape 6 : ajustez les paramètres de Mach3

Pour ajuster les valeurs de mouvement de l'axe, j'ai utilisé ce site utile et j'ai obtenu :
Angle de pas des moteurs - 1,8 °
Rapport de démultiplication des moteurs et de la vis sans fin 1 : 1
Valeur du contrôleur CNC pas
pour axe Z : vis sans fin 9.53mm (2.11mm entraînée), course en mm 379.47
pour les axes X et Y : vis sans fin 9,53 mm (5,08 mm entraînée) x 381 mm, course en mm 157,48

Étape 7 : la dernière étape

Comme touche finale, j'ai découpé et installé une surface de travail en MDF sur laquelle il est facile et rapide de placer/changer les pièces à travailler.

Eh bien, le plus la dernière étape il y avait un lien ver du cerveauà l'ordinateur et démarrez-le, bien qu'il ait encore fallu beaucoup de temps pour lire les instructions pour Mach3 🙂

Étape 8 : retravailler - corps

La première chose que j'ai faite après tout le travail de base a été le boîtier électronique, qui protégera les pièces électroniques de la poussière et d'autres problèmes.

Étape 9 : premier essai

Essai ver du cerveau s'est bien passé, mais a révélé plusieurs défauts :

- Jeu de l'axe Y. La vis sans fin de l'axe Y est installée dans les étriers conventionnels, mais plus tard, je prévois d'installer des étriers sans jeu.

- avec un mouvement rapide du chariot le long de l'axe Y, il y a de légères déviations du cadre. La raison en est le cadre déséquilibré, et je prévois de le résoudre en installant un profilé en aluminium supplémentaire, qui renforcera en même temps l'ensemble du cadre.

- faux déclenchement des fins de course. La cause possible est le pointage d'un câble non blindé. J'ai dû apporter des modifications au code pour reconfigurer leur fonctionnement.

Étape 10 : Raffinement - contrôle de vitesse et bouton d'arrêt d'urgence

Fraser que j'ai installé sur le mien ver du cerveau, a une vitesse de rotation fixe de la fraise, il était donc nécessaire d'installer un régulateur de vitesse de rotation supplémentaire, à savoir un module de commande AC.

Même en cas de rupture des fils d'alimentation, j'ai monté un bouton d'arrêt d'urgence qui, si nécessaire, éteint à la fois la fraise et le mouvement du chariot.

C'est ma première machine CNC ! Merci pour onde cérébrale et bonne chance avec votre créativité!